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먹장어, 도마뱀, 잠자리의 생체모방공학
(Of Hagfish, Geckos and Dragonflies)
CEH

   몇몇 생물들은 발전적 기술 잠재성 때문에 매스컴의 헤드라인을 장식하고 있었다.

먹장어 점액으로 만든 의류 : 윽! 턱이 없는 해양 생물체인 먹장어(hagfish)는 공포영화에 나오는 어떤 생물처럼 보인다. 공격을 받을 때, 먹장어는 그들의 몸 측면에 있는 땀샘(gland)에서 다량의 끈적끈적한 점액을 토해낸다. 당신은 BBC News(2013. 4. 2)에서, ”먹장어 점액: 미래의 의류”라는 놀라운 제목과 함께, 사진 속의 걸쭉한 물질을 볼 수 있다. 이상하게 보이겠지만, 캐나다의 연구자들은 먹장어의 점액 속에서 부를 창조해내고 있었다. 점액성 섬유를 펼쳤을 때, 그것은 신축성 폴리우레탄섬유(lycra) 혹은 나일론과 같은 부드러운 비단이 될 수 있지만, 재생이 가능하다. ”과학자들은 먹장어 점액 또는 유사한 단백질이 속옷이나 통기성 운동복, 혹은 심지어 방탄조끼로 바꿀 수 있다”고 믿고 있었다. 또 다른 놀라운 사실은 한 마리의 네 발 먹장어는 수백 km의 점액 실을 만들 수 있다는 것이다. 그 비단 실은 거미와 관련이 없음에도 불구하고, 거미의 비단실(spider silk)과 유사성을 지닌다. 먹장어 화석은 3억3천만 년 전에 이미 점액을 만드는 기술을 가지고 있었던 것으로 나타난다.

도마뱀붙이 발의 물속 접착력 : 이전의 생체모방 항목들(8/27/0212/06/068/16/12)은 도마뱀붙이(gecko) 발가락의 놀라운 접착 특성을 설명해왔다. 최근 National Geographic(2013. 4. 1) 지에 따르면, 이제 새로운 연구는 그 생물의 발가락이 어떻게 수중에서도 접착력을 유지하는 가를 이해하려 한다는 것이다(참조, 10/18/10). 애크런 대학(University of Akron)의 연구원들은 PNAS 지 발표에서 그러한 도전을 하고 있었다. 현 단계에서 그것은 모두 이론적인 것이다. 그러나 그들은 ”우리의 발견은 어떻게 도마뱀이 젖은 상황에서도 기능할 수 있는지에 대한 통찰력과, 또한 물속에서 접착력을 유지하는 도마뱀을 모방한 합성 접착제의 개발에 중요한 의미를 가지고 있다”고 생각하고 있었다. 대학의 한 보도 자료는 연구자들이 어떻게 도마뱀붙이가 물속에서도 달라붙는 발을 가지는지를 기술하고 있었다.

잠자리 모방 헬리콥터 : 갈매기를 닮은 SmartBird 비행 로봇을 개발한 회사인 페스토(Festo)는(참조 3/28/2011), 최근에 잠자리를 닮은 BionicOpter라 불리는 네 날개의 헬리콥터를 개발했다(비디오 클립 보도자료 참조). 그것은 가볍고, 고도로 조직화되어 있고, 복잡한 비행 조정을 위해 13 자유도(degrees of freedom)를 가지고 있다. 실제로는 잠자리보다 훨씬 크고, 무선 원격제어로 작동된다. 페스토는 그 헬기는 ”잠자리의 고도로 복잡한 비행 특성을 마스터했지만”, 알을 낳거나 새끼를 낳을 수 없다고 말했다. ”자연의 모델(잠자리)과 꼭 마찬가지로, 이 초경량 비행물체는 모든 방향으로 날 수 있고, 공중에서 빙빙 맴돌 수 있고, 날개를 침 없이 비행할 수 있다”고 했다.

잠자리로 말한다면, 그것은 야생생물 관찰자들의 인기 있는 주제가 되고 있다고 Live Science 지는 말했다. 미국의 Fish and Wildlife Service의 블로그 게시물은 이러한 곤충들(용이나 파리가 아닌)이 어떻게 '증가하는 팬'들을 모을 수 있는지를 설명하고 있었다.

잠자리는 곤충 세계의 스턴트 비행사로 부를 수 있다. 그들은 번쩍이는 색깔의 옷을 입고 있고, 시속 50kmdml 속도로 날아가며, 공룡보다 선행하는 조상임을 자랑하고....... 그리고 심지어 공중에서 짝짓기도 한다.

잠자리는 사람에게 무해하고, 또한 낮 시간 동안에 주로 활동하며, 보석같은 날개와 밝은 색상으로 매력적인 관찰 대상이 되고 있다. ”잠자리 축제가 전국적으로 갑자기 생겨나고 있고, 새로운 분야의 가이드들이 미국의 마을과 도시주변으로 일주 순회를 하고 있다”고 그 블로그는 말했다. 블로그에 4회나 등장하는 것처럼 국립야생생물 보호구역(National wildlife refuges)은 그러한 생물들을 관찰할 수 있는 탁월한 장소이다. 더욱 흥미로운 사실은 잠자리는 거의 360도 시각을 가지고 있으며, 늪지의 모기들을 억제하며, 깨끗한 물의 지표가 된다.

기타 생체모방공학 사례 : 귀로부터 스마트폰 앱의 개발(Medical Xpress), 해파리로부터 해저 지도의 제작(Live Science), 오징어 주둥이에서 의료 임플란트(PhysOrg) 개발 등이 있다.

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생체모방공학은 혁명을 일으키고 있다. 그것은 자연에 들어있는 경이로운 설계로 사람들의 관심을 되돌리고 있다. 그것은 우리의 삶을 증진시키는 유망한 신기술이다. 그리고 그것은 진화론과는 100% 무관한 것이다! 당신의 아이들을 잠자리로 향하게 하라. 그들이 좋아하는 것을 발견할 수 있는 자연 속에서 아이들과 함께 걸어보라. 그리고 아이들에게 설명해주라. 잠자리는 우연히 생겨난 것이 아니다. 비행을 위해서는 수많은 기술적 문제들이 극복되어야만 한다. 당신이 비행에 관한 전문가라면, 그러한 기술적 설계가 더욱더 뛰어나다는 것을 알 수 있을 것이다. 어떤 잠자리 화석은 날개 길이가 60cm 이상이라는 사실을 아이들이 알게 될 때, 그들은 깜짝 놀랄 것이다!


*참조 : 도마뱀도 사람처럼 '모방 학습'한다 (2014. 10. 1. 미디어다음)
http://media.daum.net/digital/others/newsview?newsid=20141001163208937
 


출처 : CEH, 2013. 4. 4.
URL : http://crev.info/2013/04/of-hagfish-geckos-and-dragonflies/
번역자 : 미디어위원회

관련 자료 링크:

1. 생체모방공학의 여러 소식들 (Biomimetics Roundup)
2. 큰부리새, 굴, 거미를 이용한 생체모방공학 (What Do a Toucan, an Oyster and a Spider Have in Common? Bio-Engineers’ Drool)
3. 계속되는 생체모방공학의 성공 : 반딧불이, 나무, 피부, DNA, 달팽이처럼 만들라. (Make Like a Firefly)
4. 생체모방공학 소식으로 시작되는 한 해 (Happy New Biomimetics Year)
5. 개, 올빼미, 딱정벌레를 모방하라 : 생체모방공학은 우리의 삶을 증진시킬 것이다. (Make Like a Dog, Owl, or Beetle : How Biomimetics Will Improve Our Lives)
6. 자연이 38억 년 동안 연구개발을 했는가? : 생체모방공학의 계속되는 성공 - 해바라기, 규조류, 식물 의약품... (Nature : 3.8 Billion Years of R&D)
7. 식충식물이 R&D 수상을 이끌다 : 생체모방공학의 새로운 기술들 (Pitcher Plant Inspires R&D Award)
8. 생체모방공학을 통한 강렬한 희망 1 : 계속 발견되고 있는 생물들의 경이로운 능력들 (Living Surprises, Living Hopes)
9. 생체모방공학을 통한 강렬한 희망 2 : 계속 발견되고 있는 생물들의 경이로운 능력들 (Living Surprises, Living Hopes)
10. 곤충을 따르라! : 생체모방공학의 새로운 연구들 (Follow the Insects)
11. 생물에서 발견되는 경이로운 기술들 : 나비 날개의 광흡수, 소금쟁이의 부양성, 생물학적 배터리 (From Wonders of Nature to Wonders of Technology)
12. 차세대 리더는 식물과 동물이다! (Follow the Leader: Plants and Animals)
13. 단풍나무 씨앗을 모방한 소형 비행 로봇 (Maple to the Rescue)
14. 새우 껍질은 새로운 생분해성 재료에 영감을 주고 있다. :생체모방공학의 또 하나의 사례 (Shrimp Shells Inspire New Biodegradable Material)
15. 돌고래의 매끄러운 피부를 모방한 새로운 선체 기술 (New Hull Technology a Slick Design Copy)
16. 한 발 다가선 도마뱀붙이 모방 접착제  (A Step Closer to Gecko Adhesive)
17. 폭격수 딱정벌레를 모방한 새로운 분무기 (New Atomizer Mimics Bombardier Beetle)
18. 조개껍질과 나비를 모방한 나노제품 (Nanofabrication Imitates Shells, Butterflies)
19. 규조류를 이용한 고효율 태양전지 (Better Solar Cells with Diatoms)
20. 도마뱀붙이 발가락의 물리학 (The Physics of Gecko Toes)
21. 도마뱀붙이의 또 다른 경이 (The Gecko in the Flight Simulator)
22. 도마뱀붙이의 발바닥 오염을 제거하는 슈퍼소수성 인지질. (Scientists Discover New Clue to Geckos' Climbing Ability)
23. 고성능 야간 카메라인 도마뱀붙이의 눈 (Gecko Eyes Make Great Night Vision Cameras)
24. 완전한 도마뱀붙이가 1억년 전(?) 호박에서 발견되었다. : 경이로운 발바닥 구조도 이미 존재하고 있었다. (Fully Gecko 40 Million Years Earlier?) 
25. 놀라운 곡예비행 - 잠자리 : 이들은 수억 년(?) 전부터 동일하다 (Astonishing acrobatics - dragonflies)
26. 잠자리들의 경이로운 항해 능력 : 바다를 건너 14,000~18,000 km를 이동한다. (Dragonflies Are Marathon Champs)
27. 3억 년 동안 동일한 ‘살아있는 화석’ 실잠자리의 새로운 개체군의 발견. (New Population Found of Damselfly 'Living Fossil')
28. 잠자리는 공룡보다 일찍 출현했는가? (Did Dragonflies Really Predate Dinosaurs?)
29. 생체모방공학의 새로운 뉴스들. (What’s New in Biomimetics?)
30. 생물들의 정교한 공학기술과 최적화. : 박쥐, 말벌, 물고기, 꿀벌, 개미, 얼룩말과 생체모방공학 (Life Shows Exquisite Engineering and Optimization)
31. 딱따구리, 혈액응고, 분자모터를 모방한 생체모방공학 (Three More Ways to Benefit from Nature’s Designs)
32. 경이로운 공학 기술이 수백만 년의 자연적 과정으로? : 생체 모방 공학자들의 논리적 오류 (Millions of Years of Evolution Equal Engineering?)
33. 모든 발명에 영감을 주고 있는 생체모방공학 (Biomimetics Is All About Design Inspiration)
34. 생물권 전역에서 공학적 설계가 발견되고 있다. : 생체모방공학의 계속되는 행진 (Engineering Designs Found Throughout the Biosphere)
35. 생체모방공학 분야는 지속적으로 확장되고 있다 : 뼈, 힘줄, 곰팡이, 법랑질, 효모, 곤충, 홍합, 말벌, 파리매... (Weekend Biomimetics Showcase)
36. 생물들의 놀라운 기술과 생체모방공학 : 이러한 기술들이 모두 우연히 생겨났을까? (Inspiring Life Tricks)
37. 위장의 천재 문어는 피부로 빛을 감지하고 있었다! : 로봇 공학자들은 문어의 팔은 모방하고 있다. (The Octopus: Invertebrate Designs)
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